2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

Электромагнитные волны диапазона радиочастот

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

В гигиенической практике часто приходится встречаться с разными классификациями электромагнитной энергии радиоволн, например: длинные и средние радиоволны, короткие, ультракороткие волны, микроволны или высокие частоты, ультравысокие частоты, сверхвысокие частоты; часто можно встретить название «токи высокой частоты».

Все эти определения правильны, ими можно пользоваться, выражая электромагнитные колебания либо в величинах длины волны — миллиметрах, сантиметрах, дециметрах, метрах, сотнях метров, либо в величинах частоты колебаний — герцах, килогерцах, мегагерцах (табл. 21).

Зная длину волны, можно по формуле определить, какая частота колебаний ей соответствует, и, наоборот, зная частоту колебаний, можно определить соответствующую ей длину волны:             λ= 300 000/f

где X — длина волны; f — частота колебаний; 300 000 — скорость распространения света в километрах за секунду.

Радиоволны находят широкое применение в промышленности, науке, технике.

Так, электромагнитные волны высокой частоты используются для термической обработки металлов в переменном высокочастотном магнитном поле — индукционный нагрев (закалка, напайка, плавка и др.

); для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сушка древесины, литейных стержней, нагрев пластмассы, сварка пластиков, склейка деревянных изделий), в радиосвязи, физиотерапии и т. д.

Электромагнитные волны диапазона ультравысокой частоты также применяются для сварки пластикатов, в радиосвязи, физиотерапии.

Микроволны — электромагнитные волны сверхвысокой частоты — используются для целей радиолокации, радионавигации, радиоастрономии, радиорелейных линий связи, радиоспектроскопии, ядерной физики, радиосвязи, физиотерапии и т. д.

Таблица 21. Спектр радиоволн различной частоты
Спектр электромагнитных радиоволн
длинныесредниекороткиеультракороткиемикроволны
дециметровыесантиметровыемиллиметровые
Длина волныБольше 3000 м100 м100—10 м10—1 м1 м—10 см10—1 см1 см—1 мм
Частота колебанийМеньше 100 кГц3 МГц3—30 МГц30—300 МГц300—3000 МГц3 000—30 000 МГц30 000—300 000 МГц
Высокая частота (ВЧ)Ультравысокая частота (УВЧ)Сверх высокая частота (СВЧ)

Источники излучения. Электромагнитные волны в диапазоне радиочастот создаются специальными устройствами — ламповыми генераторами, которые преобразуют энергию постоянного тока в энергию переменного тока высокой частоты, который отличается от промышленного тока числом периодов изменений в секунду, т. е. частотой.

Источниками полей высокой и ультравысокой частоты в рабочем помещении могут быть неэкранированные элементы колебательного контура, высокочастотный трансформатор, батарея конденсатора, линии передачи энергии (фидерные линии), индуктор или рабочий конденсатор.

Основными источниками излучения энергии сверхвысокой частоты в рабочее помещение являются антенные устройства, отдельные неэкранированные СВЧблоки (магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны, лампы обратной волны и т. д.

); энергия проникает также через неплотности в сочленениях, щели в экранах и др.

Единицы измерения. Интенсивность облучения в диапазоне электромагнитных волн радиочастот выражают в разных единицах. Это связано с тем, что при работе с источниками длинных, средних, коротких и ультракоротких волн рабочие места находятся в зоне индукции, т. е.

на расстоянии от источника излучения, меньшем чем 1/6 длины волны; в зоне индукции составляющие электрического и магнитного полей не находятся в строгом соотношении и поэтому напряженность поля определяется раздельно: напряженность электрического поля Е (вольт на метр) и магнитного Н (ампер на метр).

Для измерения напряженности ВЧ и УВЧ поля пользуются прибором ИЭМП-1. В случае применения источников микроволн (дециметровых, сантиметровых, миллиметровых) рабочие места находятся в волновой зоне, т. е. на расстоянии от источника излучения значительно большем, чем длина волны.

В волновой зоне электромагнитное поле сформировано, распространяется в виде бегущей волны, и интенсивность облучения оценивается по плотности потока мощности (ППМ), выраженной в милливаттах на 1 см2 или микроваттах на 1 см2 (мВт/см2, мкВт/см2).

Для измерения ППМ пользуются прибором ПО-1.

Источник: http://www.stroitelstvo-new.ru/gigiena-truda/elektromagnitnye-volny-diapazona-radiochastot.shtml

Особенности распространения радиоволн оптического и инфракрасного диапазонов

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов
Глава 4. Особенности распространения радиоволн оптического и инфракрасного диапазонов.

§ 4.1. ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН ОПТИЧЕСКОГО И ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНОВ
 

  К оптическому диапазону относятся электромагнитные колебания с длиной волны 0,39—0,75 мкм, воспринимаемые человеческим глазом. К инфракрасному диапазону относятся волны длиной 0,75—1000 мкм, занимающие промежуточное положение между оптическими и миллиметровыми волнами.

Инфракрасный диапазон делят на три области: ближнее инфракрасное излучение—от 0,75 до 1,5 мкм, среднее—от 1,5 до 5,6 мкм и дальнее—от 5,6 до 1000 мкм. Границы спектров оптических, инфракрасных и миллиметровых волн взаимно перекрываются.

В дальнейшем для краткости инфракрасные волны будем называть ИК.

   Оптическое излучение возбуждается за счет энергии перехода в атомах и молекулах излучающего тела. ИК излучение возникает в результате колебательных и вращательных движений атомов и молекул вещества.

Оптические и ИК волны могут фокусироваться линзами и зеркалами, менять свое направление при отражении и преломлении, разлагаться в спектр призмами. ИК волны подобно радиоволнам, могут проходить сквозь некоторые материалы, непрозрачные для оптических волн.

ИК волны нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.

    ИК системы, создаваемые для обнаружения источников излучения в военном деле и промышленности, значительно меньше, проще и дешевле радиолокационных систем аналогичного назначения.

Простота схем и конструкций таких приборов объясняется применением оптики, что дает возможность конструировать приборы из более мелких и прочных деталей. В ИК системах отсутствует вредное явление боковых лепестков диаграммы направленности излучателей, присущее радиолокационным системам.

Главным преимуществом многих ИК систем является отсутствие передатчика — используется излучение от целей, которые или сами являются источниками ИК или отражают излучение естественных ИК источников. Такие системы называются пассивными.

Активные ИК системы имеют мощный источник ИК, излучение которого, отфильтрованное в узком участке спектра, концентрируется с помощью оптической системы и направляется в виде узкого пучка на цель.

     ИК системы обладают высокой разрешающей способностью. Первые советские искусственные спутники Земли обнаруживались и регистрировались наряду с другими методами по их ИК излучению.

    При использовании оптического и ИК диапазонов для целей связи преимуществом является возможность передачи большого количества информации, поскольку спектр этих диапазонов достигает 10 МГц.

Системы связи оказываются помехозащищенными благодаря применению узкополосных фильтров и большой направленности излучения.

Предполагается, что такие системы могут быть использованы также для космической связи и локации.

   Оптические и ИК волны испытывают ослабление при прохождении атмосферы, особенно если она насыщена водяными парами и пылью. Подобно радиоволнам, эти волны рефрагируют в неоднородной атмосфере. Излучающие и отражающие тела, если они не являются целью, создают фон, мешающий работе системы и проявляющийся как вредный шум.

§ 4.2. ОСЛАБЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ И ИНФРАКРАСНЫХ ВОЛН В АТМОСФЕРЕ

    Полное ослабление света в атмосфере обусловлено несколькими факторами. Различают ослабление света в атмосфере, свободной от облаков и тумана, и ослабление света в тумане.

   Первый вид ослабления складывается из рассеяния света на молекулах газа и водяного пара и селективного поглощения. Мощность, которую несут световые и инфракрасные волны, прошедшие в атмосфере некоторое расстояниеr, вычисляется аналогично мощности радиоволны:

где Г—суммарный коэффициент поглощения: .

Здесь и —коэффициенты ослабления за счет рассеяния на молекулах газа и пара; —коэффициент селективного поглощения; —коэффициент затухания в тумане.

Селективное поглощение в газах и водяных парах атмосферы

   Молекулы газов и водяных паров обладают электронной, колебательной и вращательной энергиями. При излучении или поглощении кванта электромагнитных колебаний определенной частоты скачком изменяются уровни этих энергий. Поглощение такого рода, наблюдаемое в узкой полосе частот, называется селективным поглощением. Полосу частот, в которой происходит поглощение, называют линией поглощения.

   Селективное поглощение особенно характерно для ИК диапазона. На рис. 4.1, а и б показано распределение поглощения энергии нормального солнечного спектра атмосферными газами, измеренное для диапазона волн 0,1—100 мкм у поверхности Земли и на высоте 11 км над Землей. На рисунке указаны газы, обусловливающие поглощение на отдельных участках спектра.

    В видимой части спектра на волнах 0,4—0,76 мкм поглощение незначительное, при длине волны 0,76 мкм наблюдается поглощение в кислороде. Участки сильного поглощения парами имеются вблизи волн длиной 0,94; 1,10; 1,38; 1,87 мкм, в интервалах длин волн 2,6—3,3; 5,5—7,5 мкм.

   Поглощающее действие оказывают углекислый газ-(на волнах 2,7; 4,3; 12—20 мкм) и озон (на волнах 4,7 и 9,6 мкм). Слабое поглощение вызывают метан, закись азота, окись углерода.

Основное поглощающее действие оказывает водяной пар, поскольку его содержание намного превышает содержание углекислого газа и озона.

Прозрачность атмосферы для инфракрасных лучей сильно зависит от влажности атмосферы.

   Измерения показали, что сравнительно хорошей прозрачностью для инфракрасных волн атмосфера обладает на следующих диапазонах: 0,95—1,05; 1,2—1,3;   Рис. 4.1. Распределение поглощения энергии нормального солнечного спектра атмосферными газами: а — поглощение солнечного излучения, достигающего поверхности Земли; б — поглощение солнечного излучения, достигающего высоты II км

1,5—1,8; 2,1—2,4; 3,3—4,0; 8,0—11,0 мкм. В указанных пределах поглощением можно пренебречь, тогда как на промежуточных волнах и волнах длиннее 13 мкм происходит практически полное поглощение.
 

Список литературы:     1. Е. Л. Черенкова,…  “Распространение радиоволн”  “Радио и связь”  Москва 1984г.     2. Г.П. Грудинская “Распространение радиоволн”  “Высшая школа”  Москва 1983г.

Реферат составил слушатель 3 курса, 01.11.98.

Источник: https://kunegin.com/ref/radio/index4.htm

Радиочастотный диапазон и его использование для радиосвязи

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

Радиочастотный диапазон и его использование для радиосвязи

2.1 Основы распространения радиоволн

Радиосвязь обеспечивает передачу информации на расстояние с помощью электромагнитных волн (радиоволн).

Радиоволны – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света (300 000 км/сек). Кстати свет также относится к электромагнитным волнам, что и определяет их весьма схожие свойства (отражение, преломление, затухание и т. п.).

Радиоволны переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний. А рождаются они при изменении электрического поля, например, когда через проводник проходит переменный электрический ток или когда через пространство проскакивают искры, т.е. ряд быстро следующих друг за другом импульсов тока.

Рис. 2.1 Структура электромагнитной волны.

Электромагнитное излучение характеризуется частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии. Частота электромагнитных волн показывает, сколько раз в секунду изменяется в излучателе направление электрического тока и, следовательно, сколько раз в секунду изменяется в каждой точке пространства величина электрического и магнитного полей.

Измеряется частота в герцах (Гц) – единицах названных именем великого немецкого ученого Генриха Рудольфа Герца. 1Гц – это одно колебание в секунду, 1 МегаГерц (МГц) – миллион колебаний в секунду.

Зная, что скорость движения электромагнитных волн равна скорости света, можно определить расстояние между точками пространства, где электрическое (или магнитное) поле находится в одинаковой фазе.

Это расстояние называется длиной волны.

Длина волны (в метрах) рассчитывается по формуле:

,  или примерно 

где f – частота электромагнитного излучения в МГц.

Из формулы видно, что, например, частоте 1 МГц соответствует длина волны около 300 м. С увеличением частоты длина волны уменьшается, с уменьшением – увеличивается.

Электромагнитные волны свободно проходят через воздух или космическое пространство (вакуум).

Но если на пути волны встречается металлический провод, антенна или любое другое проводящее тело, то они отдают ему свою энергию, вызывая тем самым в этом проводнике переменный электрический ток.

Но не вся энергия волны поглощается проводником, часть ее отражается от поверхности. Кстати, на этом основано применение электромагнитных волн в радиолокации.

Еще одним полезным свойством электромагнитных волн (впрочем, как и всяких других волн) является их способность огибать тела на своем пути.

Но это возможно лишь в том случае, когда размеры тела меньше, чем длина волны, или сравнимы с ней. Например, чтобы обнаружить самолет, длина радиоволны локатора должна быть меньше его геометрических размеров (менее 10м).

Если же тело больше, чем длина волны, оно может отразить ее. Но может и не отразить – вспомните «Stealth».

Энергия, которую несут электромагнитные волны, зависит от мощности генератора (излучателя) и расстояния до него, т.е. поток энергии, приходящийся на единицу площади, прямо пропорционален мощности излучения и обратно пропорционален квадрату расстояния до излучателя. Это значит, что дальность связи зависит от мощности передатчика, но в гораздо большей степени от расстояния до него.

Например, поток энергии электромагнитного излучения Солнца на поверхность Земли достигает 1 киловатта на квадратный метр, а поток энергии средневолновой вещательной радиостанции – всего тысячные и даже миллионные доли ватта на квадратный метр.

2.2 Распределение спектра радиочастот

Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0,1 мм (3 000 ГГц). Это только часть обширного спектра электромагнитных волн.

За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи.

После них идет узкий участок волн видимого света, далее – спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей – все это электромагнитные колебания одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой.

Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в некоторых случаях перекрываются.

Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и радионавигации и т.д.

Каждой радиослужбе выделен свой участок диапазона или фиксированные частоты. Реально для целей радиосвязи используются колебания в частотном диапазон от 10 кГц до 100 ГГц.

Использование для связи того или иного интервала частот зависит от многих факторов, в частности от условий распространения радиоволн разных диапазонов, требуемой дальности связи, реализуемости величин мощностей передатчиков в выбранном интервале частот и др.

Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны (табл. 1):

Таблица 1

№п.п.Наименование диапазонаГраницы диапазона
ВолнУстарев-шие терминыЧастотРадиоволнЧастот
1ДКМГМВДекаМега МетровыеКрайне низкие частоты (КНЧ)100.000-10.000км3-30 Гц
2МГМВМегаметровыеСверхнизкие частоты (СНЧ)10.000-1.000 км

Источник: http://vivalaradio.ru/archives/420

Теория радиоволн: ликбез

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

Думаю все крутили ручку радиоприемника, переключая между «УКВ», «ДВ», «СВ» и слышали шипение из динамиков. Но кроме расшифровки сокращений, не все понимают, что скрывается за этими буквами. Давайте ближе познакомимся с теорией радиоволн.

Радиоволна

Длина волны(λ) — это расстояние между соседними гребнями волны. Амплитуда(а) — максимальное отклонения от среднего значения при колебательном движении.

Период(T) — время одного полного колебательного движения Частота(v) — количество полных периодов в секунду Существует формула, позволяющая определять длину волны по частоте: Где: длина волны(м) равна отношению скорости света(км/ч) к частоте (кГц)

«УКВ», «ДВ», «СВ»

Сверхдлинные волны — v = 3—30 кГц (λ = 10—100 км).

Имеют свойство проникать вглубь толщи воды до 20 м и в связи с этим применяются для связи с подводными лодками, причем, лодке не обязательно всплывать на эту глубину, достаточно выкинуть радио буй до этого уровня.

Эти волны могут распространяться вплоть до огибания земли, расстояние между земной поверхностью и ионосферой, представляет для них «волновод», по которому они беспрепятственно распространяются.

Длинные волны(ДВ) v = 150—450 кГц (λ = 2000—670 м).

Этот тип радиоволны обладает свойством огибать препятствия, используется для связи на большие расстояния. Также обладает слабой проникающей способностью, так что если у вас нет выносной антенны, вам вряд ли удастся поймать какую-либо радиостанцию.

Средние волны (СВ) v = 500—1600 кГц (λ = 600—190 м).

Эти радиоволны хорошо отражаются от ионосферы, находящейся на расстоянии 100-450 км над поверхностью земли.Особенность этих волн в том, что в дневное время они поглощаются ионосферой и эффекта отражения не происходит. Этот эффект используется практически, для связи, обычно на несколько сотен километров в ночное время.

Короткие волны (КВ) v= 3—30 МГц (λ = 100—10 м).

Подобно средним волнам, хорошо отражаются от ионосферы, но в отличии от них, не зависимо от времени суток. Могут распространяться на большие расстояния(несколько тысяч км) за счет пере отражений от ионосферы и поверхности земли, такое распространение называют скачковым. Передатчиков большой мощности для этого не требуется.

Ультракороткие Волны(УКВ) v = 30 МГц — 300 МГц (λ = 10—1 м).

Эти волны могут огибать препятствия размером в несколько метров, а также имеют хорошую проникающую способность. За счет таких свойств, этот диапазон широко используется для радио трансляций. Недостатком является их сравнительно быстрое затухание при встрече с препятствиями. Существует формула, которая позволяет рассчитать дальность связи в УКВ диапазоне: Так к примеру при радиотрансляции с останкинской телебашни высотой 500 м на приемную антенну высотой 10 м, дальность связи при условии прямой видимости составит около 100 км.

Высокие частоты (ВЧ-сантиметровый диапазон) v = 300 МГц — 3 ГГц (λ = 1—0,1 м).

Не огибают препятствия и имеют хорошую проникающую способность. Используются в сетях сотовой связи и wi-fi сетях. Еще одной интересной особенностью волн этого диапазона, является то, что молекулы воды, способны максимально поглощать их энергию и преобразовывать ее в тепловую. Этот эффект используется в микроволновых печах. Как видите, wi-fi оборудование и микроволновые печи работают в одном диапазоне и могут воздействовать на воду, поэтому, спать в обнимку с wi-fi роутером, длительное время не стоит.

Крайне высокие частоты (КВЧ-миллиметровый диапазон) v = 3 ГГц — 30 ГГц (λ = 0,1—0,01 м).

Отражаются практически всеми препятствиями, свободно проникают через ионосферу. За счет своих свойств используются в космической связи.

AM — FM

Зачастую, приемные устройства имеют положения переключателей am-fm, что же это такое:

AM — амплитудная модуляция

Это изменение амплитуды несущей частоты под действием кодирующего колебания, к примеру голоса из микрофона. АМ — первый вид модуляции придуманный человеком. Из недостатков, как и любой аналоговый вид модуляции, имеет низкую помехоустойчивость.

FM — частотная модуляция

Это изменение несущей частоты под воздействие кодирующего колебания. Хотя, это тоже аналоговый вид модуляции, но он имеет более высокую помехоустойчивость чем АМ и поэтому широко применяется в звуковом сопровождении ТВ трансляций и УКВ вещании. На самом деле у описанных видом модуляции есть подвиды, но их описание не входит в материал данной статьи.

Еще термины

Интерференция — в результате отражений волн от различных препятствий, волны складываются. В случае сложения в одинаковых фазах, амплитуда начальной волны может увеличиться, при сложении в противоположных фазах, амплитуда может уменьшиться вплоть до нуля.

Это явление более всего проявляется при приеме УКВ ЧМ и ТВ сигнала. Поэтому, к примеру внутри помещения качество приема на комнатную антенну ТВ сильно «плавает».

Дифракция — явление, возникающее при встрече радиоволны с препятствиями, в результате чего, волна может менять амплитуду, фазу и направление.

Данное явление объясняет связь на КВ и СВ через ионосферу, когда волна отражается от различных неоднородностей и заряженных частиц и тем самым, меняет направление распространения. Этим же явлением объясняется способность радиоволн распространяться без прямой видимости, огибая земную поверхность. Для этого длина волны должна быть соразмерна препятствию.

PS:

Надеюсь, информация описанная мной будет полезна и принесет некоторое понимание по данной теме.

  • телекомы
  • беспровоные технологии
  • радиоволны
  • радио

Источник: https://habr.com/post/158161/

Излучения радиочастотного и оптического диапазонов

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

Мероприятия по защите от негативного воздействия ЭМП и ЭМИ

Снижение влияния ЭМП и ЭМИ на организм человека достигается:

1. Применением экранов из металла или металлической сетки с отверстиями не более 4×4 мм. При этом экран должен плотно прилегать к источнику излучения.

2. Снижением дозы облучения за счет согласования нагрузки и излучения.

3. Строительно-плановыми решениями, а именно:

Ø При мощности ЭМП до 30 кВт, площадь помещения в котором расположен источник должна быть не менее 25 м2;

Ø При мощности ЭМП более 30 кВт – 40 м2.

Ø Размещение в одном помещении двух источников ЭМП недопустимо.

4. Автоматизацией производственных процессов.

5. Применением средств индивидуальной защиты – специальных костюмов и очков ЗП5-90 с напылением окиси олова (SnО2), которые снижают электромагнитную энергию до 30 дБ при светопропускании не ниже 74%.

Радиочастотный диапазон составляют частоты от 3 кГц до 6000 ГГц.

Источниками ЭМИ радиочастотного диапазона являются радиостанции, работающие в средневолновом, коротковолновом и ультракоротковолновом диапазонах, телевизионные передатчики, индивидуальные и коллективные средства мобильной связи, видеодисплейные терминалы и персональные компьютеры.

ЭМИ радиочастотного диапазона обладают выраженным биологическим действием, характер которого зависит от интенсивности излучения, частоты, времени облучения.

Поглощение в тканях организма энергии излучения вызывает повышение температуры тканей и как следствие появление местных воспалений (наиболее уязвимыми являются органы зрения, участки кишечно-желудочного тракта). Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, которые выражаются в нестабильности пульса и повышения артериального давления. ЭМИ могут являться аллергеном.

Нормирование ЭМИ радиочастотного диапазона осуществляется согласно ГОСТ 12.1.006 – 84 ССБТ «Электромагнитные поля радиочастот. Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля».

Защитные мероприятия заключаются в ограничении времени пребывания в зоне действия излучений, уменьшения мощности в источнике, создании санитарно – защитных зон вокруг источников излучений.

К излучениям видимого диапазона относятся: лазерное, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

Лазерное излучение представляет собой вид ЭМИ, который генерируется в диапазоне длин волн от 180 до 105 нм.

Отличие ЛИ от других видов ЭМИ заключается в высокой степени направленности и как следствие концентрации больших значений переносимой энергии.

Источниками ЛИ являются оптические, квантовые генераторы. В естественной среде лазерное излучение не встречается.

Нормирование интенсивности ЛИ регламентируется ГОСТ 12.1.040 – 83 ССБТ «Лазерная безопасность. Общие положения.»

Действия ЛИ на организм человека заключается в тепловом воздействии на поражаемые участки, энергетическом воздействии на живые клетки (поляризация молекул или их деформация).

К коллективным средствам защиты персонала относятся: защитные экраны, препятствующие попаданию ЛИ на рабочие места, системы блокировок или сигнализации, препятствующие доступу персонала в зону работы лазерных установок.

Инфракрасное излучение представляет собой область спектра ЭМИ с длиной волны от 780 нм до 540мкм. Это излучение является функцией теплового состояния источника излучения, температура которого выше абсолютного нуля.

Инфракрасное излучение оказывает тепловое воздействие на организм человека. Наиболее чувствительны к этому излучению кожные покровы и органы зрения. При интенсивном излучении могут возникнуть ожоги, расширение артериокапиляров кожных покровов лица. Кроме этого нарушается работа центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Нормирование интенсивности этого излучения связано с уменьшением теплового воздействия производственных процессов.

В качестве защитных мероприятий коллективного характера применяют: различные способы нормализации параметров воздушной среды, оптимальную организацию режима труда на участках, где эксплуатируется тепловыделяющие оборудование, СИЗ (теплоизолирующая одежда, наголовные щитки, воздушные завесы).

Ультрафиолетовое излучение имеет диапазон длин волн от 200 до 400 нм. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники освещения, электрические разряды. Естественными источниками УФИ является определенная часть потока солнечного излучения.

Физиологическое воздействие УФИ на организм человека имеет как положительные, так и отрицательные аспекты; УФИ это жизненно необходимый фактор, оказывающий стимулирующее воздействие на все системы организма человека.

При недостатке УФ-облучения возникает дефицит витамина Д и как следствие возникает нарушение гормональной деятельности, снижает эффективность иммунной системы.

При длительном облучении существует опасность необратимых изменений в кожных покровах, и самым опасным из которых является онкологическое заболевание – меланома.

Основным нормативным документом регулирующим нормы интенсивности УФИ являются СН №4557-88 «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях».

Основными защитными мероприятиями являются: экранирование источников УФИ, специальная окраска помещений, СИЗ.

Для изготовления экранов применяются непрозрачные и полупрозрачные материалы. СИЗ представляют собой хлопчатобумажную спецодежду, щитки с светофильтрами, специальные мази. Полную защиту от УФИ обеспечивает флинт-глас (стекло содержащее оксид свинца).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_84633_izlucheniya-radiochastotnogo-i-opticheskogo-diapazonov.html

Электромагнитное излучение. Что это и каких видов оно бывает

2.1. Электромагнитные волны радиочастотного и оптического диапазонов

Электромагнитное излучение представляет собой форму энергии, которая находится вокруг нас.

Оно принимает множество форм, таких как радиоволны, микроволны, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Солнечный свет также является формой электромагнитной энергии.

Но видимый свет представляет собой лишь небольшую часть электромагнитного спектра, который содержит широкий диапазон электромагнитных волн.

Электромагнитная теория

Когда-то считалось, что электричество и магнетизм являются отдельными силами. Однако в 1873 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл разработал единую теорию электромагнетизма. Изучение электромагнетизма связано с тем, как электрически заряженные частицы взаимодействуют друг с другом и с магнитными полями.

Существует четыре основных электромагнитных взаимодействия:

◾ Сила притяжения или отталкивания между электрическими зарядами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

◾ Магнитные полюса притягивают и отталкивают друг друга, подобно электрическим зарядам.

◾ Электрический ток в проводе создает магнитное поле, направление которого зависит от направления тока.

◾ Движущееся электрическое поле создает магнитное поле и наоборот.

Для описания этих явлений, Максвелл разработал набор формул, называемых уравнениями Максвелла.

Джеймс Клерк Максвелл

Волны и поля

Электромагнитное излучение создается, когда атомная частица, такая как электрон, ускоряется электрическим полем, что заставляет его двигаться.

Движение создает колебательные электрические и магнитные поля, которые движутся под прямым углом друг к другу в пучке световой энергии, называемой фотоном.

Фотоны движутся в гармонических волнах с наивысшей скоростью во Вселенной – 299 792 458 метров в секунду в вакууме. То есть со скоростью света. Волны имеют определенные характеристики, такие как частота, длина волны или энергия.

Электромагнитные волны формируются, когда электрическое поле (красные стрелки) соединяется с магнитным полем (синие стрелки). Магнитные и электрические поля электромагнитной волны перпендикулярны друг другу и направлению волны.

Длина волны -это расстояние между двумя последовательными пиками волны. Это расстояние указывается в метрах или его десятых долях.

Частота – это число волн, которые формируются за определенный промежуток времени. Ее обычно измеряют как число волновых циклов в секунду, или герц (Гц). Короткая длина волны означает, что частота будет выше, потому что один цикл может пройти за более короткий промежуток времени.

Более длинная волна имеет более низкую частоту, потому что каждый цикл занимает больше времени. 

Электромагнитный спектр

Электромагнитное излучение охватывает огромный диапазон длин волн и частот. Этот диапазон известен как электромагнитный спектр.

Он обычно делится на семь областей, в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты – радиоволны, микроволны, инфракрасные (ИК), видимые, ультрафиолетовые (УФ), рентгеновские и гамма-лучи. Обычно излучение с более низкой энергией, такое как радиоволны, выражается как частота.

Микроволны, инфракрасный, видимый и УФ-излучение обычно выражаются как длина волны. Излучение более высокой энергии, такое как рентгеновское излучение и гамма-излучение, выражается через энергию на фотон.

Электромагнитный спектр обычно делится на семь областей в порядке убывания длины волны и увеличения энергии и частоты – радиоволны, микроволны, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи.

Радиоволны

Радиоволны находятся в самом низком диапазоне электромагнитного спектра, с частотами до 30 миллиардов герц, или 30 гигагерц (ГГц), и длинами волн больше, чем 10 миллиметров. Радио используется в основном для связи, переговоров, передачи данных и в средствах массовой информации.

Микроволны

Микроволны попадают в диапазон электромагнитного спектра между радио и ИК. Они имеют примерные частоты от 3 ГГц до 30 триллионов герц или 30 терагерц (ТГц), и длину волны от 10 мм до 100 мкм. Микроволны используются в портативных средствах связи, в радарах и как бесконтактный источник тепла, например в микроволновой печи.

Инфракрасное излучение

ИК излучение находится между микроволнами и видимым светом. ИК имеет примерные частоты от 30 до 400 ТГц, и длину волны от 100 мкм до 740 нм. ИК свет невидим для глаз человека, но мы можем ощущать его как тепло при его достаточной интенсивности.

Видимый свет

Видимый свет находится в середине электромагнитного спектра – между ИК и УФ. Его примерные частоты от 400 до 800 ТГц. Длины волны видимого света около 740 нм до 380 нм. Видимый свет является видимым для большинства человеческих и животных глаз.

Ультрафиолетовый свет

УФ свет находится между видимым светом и рентгеновскими лучами. Его приблизительные частоты от 8*10 14 до 3*10 16 Гц, а длины волн могут быть от 10 до 400 нм.

Ультрафиолет является частью солнечного света, однако, он невидим для человеческого глаза, но существуют другие живые организмы, способные видеть его.

УФ применяется во множестве медицинских и промышленных целях. Но он способен повредить живую ткань.

Рентгеновские лучи

Рентгеновские лучи подразделяются на два типа: мягкие рентгеновские лучи и жесткие рентгеновские лучи. Мягкие рентгеновские лучи в электромагнитном спектре находятся между УФ и гамма-лучами.

Их частота составляет от 3*10 16 до 10*18 Гц, а длина волны от 10 нм до 100 мкм. Жесткие рентгеновские лучи находятся в той же области спектра, что и гамма-лучи.

Единственной их различие в том, что рентгеновские лучи создаются ускоряющимися электронами, а гамма-лучи – атомными ядрами.

Гамма-излучение

Гамма-излучение находятся в диапазоне спектра выше мягких рентгеновских лучей, с частотой 3*10 18 Гц и длиной волны менее 100 мкм. Гамма-излучение вызывает повреждение живой ткани. Поэтому оно так необходимо для уничтожения раковых клеток, при применении в небольших и тщательно измеренных дозах. Неконтролируемое воздействие такого излучения чрезвычайно опасно для человека.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5ae194d5bcf1bc97d58f4283/5b18273a4826770495bd7a97

Medic-studio
Добавить комментарий